Скважинное оборудование

Геофизические исследования скважин (ГИС) — это комплекс геофизических методов, применяемых для изучения физических свойств пород в околоскважинном пространстве. ГИС применяются при выполнении широкого круга задач. Среди них:

• изучение геологического строения для инженерно-геологических целей, в том числе уточнения залегания водоупоров и водоносных горизонтов;
• уточнение геологических границ при геологическом картировании;
• выявление продуктивных пластов и оценка запасов, при проектировании и в процессе разработки месторождений (прежде всего углеводородов);
• контроль технического состояния скважин;
• получение сведений, необходимых для подсчёта запасов месторождений твёрдых полезных ископаемых — данные о мощности залежей, а также о содержании полезного компонента.

Каротаж —более узкий термин, объединяющий часть методов, связанных со спуском (и последующим подъёмом) геофизического оборудования скомпонованного в виде зонда в скважину. Каротаж призван дополнить данные, а порой и восполнить пробелы информации, получаемой при буровых работах, поскольку керн извлекаемый из скважины не всегда позволяет получить представление о свойствах пород, залегающих на глубине. Например, пористость, как и некоторые другие характеристики материала, извлечённого на поверхность меняется. Также надо учитывать, что не в каждом случае удаётся получить твёрдый керн. Из слабо сцементированных, раздробленных или трещиноватых пород на поверхность извлекается так называемый шлам. Иногда при проходке скважин керн не отбирается по технологическим или экономическим причинам.

Пример работы со скважинным источником SH волн SHock методом межскважинного сейсмического просвечивания (МСП)

Зачастую каротажный зонд опускается в скважину непосредственно на несущем кабеле, который подаётся в скважину с геофизической катушки, расположенной на поверхности. При большом весе погружаемого в скважину оборудования используют блок-баланс (для направления кабеля в скважину) и каротажную лебёдку или каротажную станцию, включающую всё необходимое дополнительное оборудование. Для отслеживания глубины погружения может быть использовано мерное колесо (ролик) или счётчик глубин, отслеживающий проходящие мимо него магнитные метки, расположенные непосредственно на кабеле.

Разнообразие методов каротажа на сегодняшний день велико, поскольку скважинная геофизика фактически повторяет методы, применяемые в геофизике наземной. Отличительная особенность каротажа — это высокая детальность и точность исследований. Детальность основана на том, что результаты каротажа фиксируются в виде непрерывных диаграмм при движении датчиков по стволу скважины.

Выбор метода каротажа зависит от решаемой задачи, от условий проведения исследований, таких как тип скважины, наличие и способ обсадки и проч.

Методы скважинной геофизики разделяются на несколько основных групп по изучаемым физическим свойствам грунтов и горных пород:

• электрический;
• радиоактивный;
• сейсмоакустический;
• ядерно-магнитный;
• технические виды каротажа, такие инклинометрия и кавернометрия.

Задачи, решаемые при помощи каротажа

Использование одного метода скважинной геофизики в общем случае не позволяет однозначно установить свойства пород, пересечённых скважиной. Наиболее полно с этой задачей справляется электрический каротаж, но только в случае, если удельное сопротивление разных пересекаемых пород обладает существенным контрастом. На слабо изученных разрезах или в сложных геологических ситуациях каротаж сопротивлений (КС) в сочетании с каротажом потенциала собственной поляризации (ПС) позволяют выделить реперные точки для составления стратиграфической колонки.

Стандартный электрический каротаж (КС в сочетании с ПС) в комплексе с индукционным, радиоактивным, акустическим и другими методами ГИС предназначены для решения следующих основных геологических задач:

• расчленение разрезов по литостратиграфическим признакам с возможностью построения литостратиграфической колонки высокой детальности;
• определение строения и свойств пород, однородных и неоднородных интервалов разреза;
• предварительное выделение проницаемых и не проницаемых пластов (установление их однородности и мощности);
• первичное выделение нефтегазосодержащих толщ, оценка степени и характера насыщения коллекторов;
• определение контактов пластовых флюидов (ВНК, ГВК, ГНК) в однородных коллекторах и прогноз фазового состояния углеводородов в пластовых условиях;
• контроль технического состояния ствола скважины как в открытом стволе, так и в обсадке.

Комплексная геологическая интерпретация результатов геофизических исследований позволяет существенно уточнить геологический разрез. По этой причине часто в одном зонде объединяют аппаратуру для проведения нескольких методов одновременно, например, электроразведочный зонд (для проведения КС, ПС) может быть дополнен спектрометрическим датчиком для проведения ГК и/или термометрическими сенсорами.

Основным оборудованием для проведения скважинной геофизики являются:

• Электроразведочные зонды для индукционного каротажа, КС, ПС;
• Радиометрические зонды;
• Сейсморазведочные излучатели и накопители;
• Сейсморазведочные регистрирующие системы;
• Магниторазведочные зонды — скважинные магнитометры и измерители магнитной восприимчивости;
• Инклинометры;
• Каротажные лебёдки;
• Катушки и прочее вспомогательное оборудование.